Способ соединения с натягом деталей типа вал-втулка Советский патент 1991 года по МПК B23P11/02 

Изобретение относится к механосборочному производству и может быть использовано при создании или восстановлении неподвижных прессовых соединений типа вал-втулка.

Целью изобретения является повышение качества соединения.

Поставленная цель достигается путем формирования на одной из деталей рельефа более правильной геометрической формы за счет осуществления дополнительной предварительной операции оплавления.

Способ соединения с натягом деталей типа вал-втулка осуществляют следующим образом.

Сопрягаемую поверхность одной из деталей оплавляют путем высокоскоростного точечно-импульсного нагрева в точках последующего нанесения рельефа на глубину, лежащую в пределах величины шероховатости этой поверхности. После этого детали дают остыть ниже температуры фазовых превращений. При этом в обработанных участках поверхности происходит измельчение исходной структуры сталей и формирование мелкодисперсных структур мортенсита, сорбита,тростита, остаточного аустечита и карбидов без изменения геометрии этой поверхности. После этого производят повторную обработку поверхности детали в этих же точках также посредством высокоскоростного точечно-импульсного расплавления металла. В качестве источника излучения в обоих случаях можно исполь- .зовать лазерную установку. При повторной обработке на поверхности детали формируется рельеф в виде конусообразных выступов, имеющих твердость, превышающую твердость .материала другой детали и торообразных впадин, охватывающих основа

имя выступов и плавно сопряженных с ними, причем обьемы каждой впадины равны объему соответствующего выступа. Предварительное получение в обрабатываемых участках мелкодисперсных структур позво- ляег формировать рельеф правильной геометрической формы.

Затем осуществляют тепловую сборку деталей,

Первоначальный контакт соединяемых деталей в процессе тепловой сборки происходит по выступающим над базовой посадочной поверхностью выступам, металл которых приобрел более высокую твердость в процессе высокоскоростного распавления и охлаждения. В результате больших контактных давлений выступы, имеющие форму конуса, деформируют металл сопрягаемой поверхности другой детали, происходит полное заполнение последним впадин поверхности первой детали и обжатие соединения вал-втулка. Вследствие всего вышеописанного повышается герметичность соединения и соответственно его надежность в эксплуатации.

Пример. Вал изготовляют из конструкционной горячекатанной стали 40ХН, размер зерен перлита в структуре 5,2 5,7 мм. Втулку изготовляют из стали 20. Номинальный диаметр посадочных поверхностей 160 мм. При осуществлении способа посадочные места обрабатывают шлифованием до окончательной шероховатости ,25 мкм и создают натяг, равный 140±5 мкм. Единичные элементы рельефа на посадочной поверхности вала наносят методом двухимпульсной лазерной обработки с паузой между импульсами, равной 2 с. В качестве источника излучения исполь- зуют лазерную установку Квант-15. При первом импульсе происходит оплавление поверхности на глубину в пределах шероховатости, при втором импульсе происходит формирование единичного элемента релье- фа, состоящего из выступа в форме четко очерченного конуса, выступающего над базовой поверхностью детали на высоту 0,065 мм и углубления в форме усеченного тора, охватывающего выступ, с наибольшим наружным диаметром, равным 1,4 мм.

Длительность каждого импульса составляет 4 10 с, диаметр пятна фокусировки излучения на поверхности детали равен 1,4мм. При этом, плотность мощности лазерного излучения первого импульса в данном случае устанавливается равной 710 Вт/см , а плотность мощности второго импульса 1,6510 Вт/см . Обе величины устанавливают путем последовательных приближений и зависят только от марки стали и шероховатости поверхности. Единичные элементы рельефа наносят в шахматном порядке на расстоянии 12 мм друг от друга.

Сборку производят тепловым методом с нагревом втулки до 160°С.

Формула изобретения Способ соединения с натягом деталей типа вал-втулка, включающий выполнение на сопрягаемой поверхности одной из деталей посредством высокоскоростного точечно-импульсного расплавления металла рельефа в виде конусообразных выступов, имеющих твердость, превышающую твердость материала другой детали, и торооб- разных впадин, охватывающих основания выступов и плавно сопряженных с ними, причем объемы впадин равны объемам выступов, образование сборочного зазора между сопрягаемыми деталями, их соединение и выборку упомянутого зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения путем формирования элементов рельефа более правильной геометрической формы, сопрягаемую поверхность детали перед нанесением рельефа оплавляют путем высокоскоростного точечно-импульсного нагрева в точках последующего нанесения рельефа на глубину, лежащую в пределах величины шероховатости этой поверхности, после чего деталь выдерживают до остывания металла ниже температуры фазовых превращений.

Изобретение относится к механосборочному производству и может быть использовано при создании или восстановлении неподвижных прессовых соединений типа вал-втулка. Целью изобретения является повышение качества соединения путем формирования на одной из деталей (Д) рельефа более правильной геометрической формы. Сопрягаемую поверхность одной из Д оплавляют путем высокоскоростного то- чеччо-импу пьсного Hat рева в точках последующего нанесения рельефа на глубину, лежащую в пределах величины шероховатости этой поверхности. После остывания Д ниже температуры фазовых превращений повторными импульсами в этих точках формируют рельеф е виде конусообразных выступов и торообразных впадин За счет предварительного оплавления формируется мелкодисперсная структура и рельеф получается правильной геометрической формы Затем осуществляют тепловую сборку Д, при этом выступы, имеющие повышенную твердость, обеспечивают затекание металла сопрягаемой Д во впадины. (Л